Reprezentace Booleovských funkcí
English version
Přednáška se koná na
Katedře teoretické informatiky a matematické logiky (KTIML)
MFF UK.
Odkaz do informačního systému:
NAIL031
Úmluva na přednášku probíhá emailem.
Rozsah: LS 2/0 Zk
Průběh
2014/2015
Anotace
Přednáška se zabývá modely pro reprezentaci Booleovských funkcí,
především Booleovskými obvody a formulemi, DNF, CNF, a různými
typy rozhodovacích diagramů. Některé z uvedených modelů jsou
použitelné jako datová struktura pro algoritmy, které provádějí
operace s Booleovskými funkcemi. Přednáška je věnována především
důkazům některých známých výsledků týkajících se vzájemného porovnání
vyjadřovací síly těchto modelů.
Osnova
- Zavedení zkoumaných modelů, Booleovské obvody, formule, rozhodovací diagramy (BDD), DNF, CNF,
rozhodovací stromy, read-once BDD, uspořádané BDD (OBDD).
- Duální funkce, funkce monotonní, samoduální, lineární.
- Diagram vzájemných vztahů mezi zkoumanými modely (důkazy inkluzí).
- Složitost vyjádření funkcí pomocí DNF, CNF, rozhodovacích stromů.
- Hloubka a velikost stromu pro funkci vyjádřenou současně pomocí DNF a CNF.
- Odhady maximální složitosti obvodů a rozhodovacích diagramů.
- Odhady složitosti pro OBDD a read-once BDD.
- Diagram vzájemných vztahů mezi zkoumanými modely (ostré inkluze a neporovnatelnosti).
- Operace s funkcemi reprezentovanými pomocí OBDD a rozhodovacích stromů.
- Neuniformní Turingův stroj, souvislost s Booleovskými modely, Karp-Liptonova věta.
- Pravděpodobnostní test ekvivalence pro read-once rozhodovací diagramy.
- BPP je podmožina P/poly, tedy lze reprezentovat obvody polynomiální velikosti.
Texty k přednášce
Body 1 - 4 a 6 - 8 jsou v textu
rbf2011a1.pdf
(zhuštěně rbf2011a2.pdf).
Body 5 a 9 - 12 jsou v textu
rbf2011b1.pdf
(zhuštěně rbf2011b2.pdf).
Bod 13 je v textu
rbf2011c1.pdf
(zhuštěně rbf2011c2.pdf).
Zkouška
Zkouška obvykle probíhá v
Ústavu Informatiky
na Mazance (u metra C Ládví). Přihlásit se ke zkoušce je možné emailem.
Literatura
I. Wegener.
Branching Programs and Binary Decision Diagrams - Theory and Applications.
SIAM Monographs on Discrete Mathematics and Applications, 2000.
Ch. Meinel, T. Theobald.
Algorithms and Data Structures in VLSI-Design: OBDD – Foundations and Applications.
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1998.
pdf ke stažení
Pro doplnění: paritní OBDD paritni.pdf.
Obrázky vícerozměrných krychlí
zde